多锅多回程环保速热高效一体化锅炉

摘要

本发明多锅多回程环保速热高效一体化锅炉是一种立式锅炉，所述多锅，为多级锅胴相对独立集约一体化；所述多回程，为烟气依次在各级锅胴的行程；各级锅胴温度各不相同，使较高温度烟气对应较高温度锅水，较低温度烟气对应低温的锅水，有效利用有限温差，能量差级利用，等效串联多级高效省煤器；所述锅炉扬长避短，取长补短综合应用现代锅炉技术，推出了涡旋回水集水器、涡旋分水器、热水管涡旋集水器、涡旋除尘器和涡旋排烟装置，所述装置应用涡旋流的速度场、压力场、温度场和能量场效应，流体势流叠加效应，用锅水的动能和内能，加速锅水循环；用烟气的内能实现烟尘的分离和烟气排放；使锅炉效率达到较高水平，对环境较少污染。

主权项

一种多锅多回程环保速热高效一体化锅炉，包括燃烧室(55)，活动炉箅(20)，热水管环形集水器(52)，螺旋多头热水管(18)，汇流热水管(79)，燃料喷管(19)，窥视孔(21)，炉门(28、图19)，热水管涡旋集水器(53、图18)，炉拱(17)，出水管(16)，一级锅胴(10)，二级锅胴(12)，三级至末级锅胴，锅胴隔板(9)，外锅板(74)，一级锅胴下管板(15)，烟管(11)、重力式热管(14)，锅胴上管板(7)，上导烟罩(6)；未级锅胴上部到上导烟罩下部过水管(70)，上导烟罩上部到次末级锅胴下部过水管(25)，下级锅胴上部到上一级锅胴下部过水管，一级锅胴上部到热水管环形集水器过水管(27)，锅胴下管板(54)，下导烟罩(8)，涡旋除尘器(23)，末级锅胴进水管(24)，起旋叶片(5)，引风机(4)，引风喷管(3)，烟尘分离器(2)，冲天管(1)，涡旋回水集水器，涡旋分水器，温控循环水泵(34)，自然循环进水回路(61)，电控止阀(60)，温度继电器，排污管、排污阀，排空管、排空阀，安全阀，锅水净化、软化处理设备，流体燃料制备和燃料供给设备，活动炉箅伺服机构，温度、压力、流速、水位传感器，饱和蒸汽管(82)，过热管，上导烟罩进、出水管，控制台和锅炉其它附属装置；所述多锅多回程环保速热高效一体化锅炉是一种立式锅炉；所述多锅，为多级锅胴相对独立，所述多回程，为烟气依次在所述锅胴的行程；一级锅胴(10)置于燃烧室(55)上面，二级锅胴(12)环绕或半环绕一级锅胴和燃烧室外面，三级锅胴(13)环绕或半环绕二级锅胴外面，依此类推，n级锅胴环绕或半环绕(n 1)级锅胴外面(n为整数，且n≥2)；下一级锅炉环绕上一级时，较适合流体燃料悬燃式多锅多回程环保速热高效一体化锅炉，半环绕时较适合手工焚火多锅多回程环保速热高效一体化锅炉；各级锅胴上下管板间安装各级锅胴烟管，锅胴隔板(9)，外锅板(74)安装在未级锅胴上、下管板上；相邻烟管间各级锅胴下管板上丝扣安装重力式热管(14)，各级锅胴相对独立，温度各不相同，下一级锅胴上部温度较高的锅水，经所述过水管导入上一级锅胴的下部，各级锅胴下部、上导烟罩水套下部和热水管环形集水器进水管均为切向进入；活动炉箅(20)优选为方形结构，由伺服机构驱动；炉拱(17)为具有一定厚度圆弧拱形构件，垂直密集设置有孔径较小的过烟孔；燃料喷管轴线与燃烧室内一个定圆相切，燃料随二次空气由燃料喷管喷口定圆的切向进入燃烧室(55)，使燃烧室内燃气发生旋转，旋转的燃气进入垂直设置的炉拱过烟孔时，燃气流发生切变，绝大部分固体悬浮物回落燃烧室；炉门(28)、窥视孔(21)和燃料喷管(19)喷口对应燃烧室内，根据炉门、窥视孔和燃料喷管喷口形状设环形热水管(59)，环形热水管与对应的多头螺旋热水管(18)焊接相通；一级锅胴上部温度较高锅水经一级锅胴上部到热水管环形集水器过水管(27)切向进入热水管环形集水器(52)，热水管环形集水器与螺旋多头热水管(18)切向相接，螺旋多头热水管环绕燃烧室(55)高温区，螺旋多头热水管内水温迅速升高，推动管内锅水经汇流热水管(79)延渐开线切向进入热水管涡旋集水器(53)，经出水管(16)进入涡旋分水器；当热水管涡旋集水器出水管(16)温度接近水的沸点时，在温控继电器作用下，温控循环水泵(34)启动，同时电控止阀(60)关闭自然循环进水回路(61)，出水口水温下降3至5度，温控继电器作用，温控循环水泵(34)停止运转，电控止阀(60)开放自然循环进水回路(61)，回流锅水经涡旋回水集水器、自然循环进水回路和温控循环水泵动静叶片间间隙经由末级锅胴进水管(24)进入未级锅胴下部，所述锅炉进入自然循环运转模式；烟气由一级锅胴出来，经上、下导烟罩依次进入二级以下各级锅胴；各级锅胴下导烟罩(8)外侧设有涡旋除尘器(23)；烟气由未级锅胴出来，进入起旋叶片(5)，经烟尘分离器(2)冲天管排入大气；为在锅炉启动和急需升温时，以及清除烟气通道积尘时加快烟气流速，所述锅炉设引风机(4)和引风喷管(3)；引风机安装在所述锅炉上部，引风机电机优选采用变频电机，功率因数可调；引风机出来空气经中空的起旋叶片(5)，进入上导烟罩(6)上部，经引风喷管(3)喷入排烟道；各级锅胴、上导烟罩水套、螺旋多头热水管均为下进水上出水，与较热锅水上升走向一致，各级锅胴间过水管、一级锅胴上部到热水管环形集水器过水管(27)，上导烟罩上部到次末级锅胴下部过水管(25)均在所述下级锅胴经过，与较冷锅水下行走向一致；所述多锅多回程环保速热高效一体化锅炉，其特征是：a、借鉴省煤器技术，推出一炉多锅多回程技术；各级锅胴相对独立联立集约一体化，各级锅胴温度各不相同，等效串联多级省煤器；烟气多回程循环，使较高温度烟气对应较高温度的锅水，较低温度的烟气对应低温的锅水，有效利用有限温差，能量差级利用，使锅炉效率达到一个较高水平；b、吸取发挥热水管升温快，锅水自然循环有力的优点，同时采用较厚炉拱，炉拱上垂直设置较小孔径密集的过烟孔，每个过烟孔都相当于一个高温燃烧室，弥补了采用热水管和冷水壁燃烧室温度低，燃料燃烧不充分的缺点；同时缩短烟气在高温区停留时间，有效控制NOx的产生；c、发挥立式锅炉的优势，采用较为高效廉价，作用可靠的重力式热管，热管在下管板上的安装，采用丝扣连接双垫防漏，便于失效热管更换；d、将涡旋流技术应用于锅水循环和烟气循环，在所述锅炉的涡旋回水集水器、涡旋分水器、热水管涡旋集水器、涡旋除尘器和涡旋排烟装置中，应用涡旋流的速度场、压力场、温度场和能量场效应和势流叠加效应，用锅水内能加速锅水循环，同时充分充分利用锅水热动力，地球自转科氏力，实现中、大型热水锅炉以自然循环为主的运行模式；用烟气内能加速烟气的流动，弥补烟气多回程循环烟气流动阻力增大和排烟温度低，烟气排放动力不足问题；旋流除尘，多级除尘，避免烟管堵塞，对环境较少污染。